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透明质酸对魔芋葡甘聚糖水基润滑特性影响的分子动力学模拟

 

透明质酸对魔芋葡甘聚糖水基润滑特性影响的分子动力学模拟程启昊，张会臣

大连海事大学船舶与海洋工程学院，辽宁 大连，116026

Email: cheng_qihao@dlmu.edu.cn

摘 要: 水基润滑通过水合分子间的斥力支撑载荷，水合层间易于剪切减小摩擦，具有流动性强、生物相容性好和污染小等特点，在生物系统和精密机械传动中具有广泛的潜在应用。生物系统中的关节滑液由各种多糖和透明质酸(HA)构成，其中HA主要影响其流变特性。我们先前的研究发现, 魔芋葡甘聚糖(KGM)具有良好的水基润滑特性。本文采用非平衡分子动力学模拟(NEMD)的方法研究了HA对KGM水基润滑特性的影响，探讨了纳米尺度下受限体系内界面的剪切应力和液体的流变特性对体系润滑特性和承载能力的影响。结果表明，KGM溶液能够与壁面形成有效的水合润滑层，随着剪切速度的增加表现出剪切稀化特性；添加HA能够进一步降低KGM溶液与壁面的剪切应力；有助于强化低聚合度、低浓度下KGM溶液的粘弹性，降低由溶液剪切稀化特性带来的粘弹性耗散，维持水合层的承载能力，HA和KGM的协同效应增强了水基润滑的效果。

关键词: 水基润滑；分子动力学模拟；流变特性；透明质酸；魔芋葡甘聚糖